[发明专利]一种复杂环境条件下浅埋暗挖隧道管幕结构计算模型

摘要

本发明提出一种复杂环境条件下浅埋暗挖隧道管幕结构计算模型，管幕钢管采用梁单位模拟，在此基础上对建立管幕实际受力变形情况的温克尔连续梁地基模型，管幕由连续梁单元荷载，支撑由二衬（线弹簧刚度k1）、初支（线弹簧刚度k2）及未开挖土体（线弹簧刚度k3及渐变段）组成。假定地基上任一点所受的压力强度p与该点的地基沉降s成正比，即p=k·s（k为线弹簧弹性系数）；该计算方法可用于指导复杂环境条件下浅埋暗挖隧道管幕结构受力变形计算，具有显著的经济及社会效益，解决复杂环境条件下浅埋暗挖隧道管幕结构受力、变形计算，为浅埋暗挖隧道管幕结构设计及沉降控制提供理论指导。

主权项

1.一种复杂环境条件下浅埋暗挖隧道管幕结构计算模型，其特征在于：包括以下步骤：S1、采用温克尔地基模型，假定地基上任一点所受的压力强度p与该点的地基沉降s成正比，即p=k·s（k为线弹簧弹性系数）；S2、根据p（kN/m）= p₀×d（d为管幕（2）横向间距），计算得到管幕（2）梁单元线荷载；S3、对于已施作二衬段（L1），偏安全的计算拱顶管幕（2）进行分析，通过荷载结构模型计算得到拱顶单位力作用下的拱顶竖向变形δ₁，管幕（2）与二衬结构的相互作用线弹簧刚度k₁ =1/δ₁（kN/m²）；S4、对于施作初支范围（L2），偏安全的计算拱顶管幕（2）进行分析，通过荷载结构模型计算得到拱顶单位力作用下的拱顶竖向变形δ₂，管幕（2）与初支的相互作用线弹簧刚度k₂ =1/δ₂（kN/m²）；S5、对未施作初支范围（L3），考虑到开挖后围岩存在裸露的工况，同时喷砼早期强度较多，不考虑地层弹簧（3），其范围等于开挖进尺长度；S6、对于前方未开挖范围（L4），管幕（2）与土体之间线弹簧刚度k₃ （kN/m²）=地基弹性反力系数×管幕（2）间距d。